Freddo e neve, come nascono le irruzioni di aria fredda ?

Freddo e neve in arrivo, per i prossimi giorni sulla nostra penisola, con la dama bianca che scenderà, a tratti anche copiosa, sulle nostre due catene montuose, fino a quote collinari. Quest’irruzione di aria fredda possiamo definirla come la 1° di questo inverno 2014/2015, oltre la neve infatti, il tempo sulle nostre regioni sarà caratterizzato anche da forti venti nord-orientali ed una drastica diminuzione delle temperature. Ma come nascono queste irruzioni ? E come fanno ad arrivare alle nostre latitudini, sapendo che l’aria fredda staziona ai poli ?

Freddo e neve, come nascono le irruzione di aria fredda ? – Uno scorcio panoramico del polo nord

L’aria fredda,come detto in precedenza, staziona sulle calotte polari, questo tipo di massa d’aria molto densa e pesante, se non fosse “scalzata” o almeno “distrubata” dalla naturale circolazione a grande scala dell’atmosfera, raffredderebbe all’infinito il polo nord ed il polo sud e viceversa, le zone tropicali, fortemente irradiate dal sole, si riscalderebbero all’infinito, rendono il pianeta terra, un pianeta invivibile, con scarse possibilità di speranza di vita per qualsiasi tipo di forma vivente. Fortunatamente però, la natura, tende sempre a bilanciare le cose e quindi grazie a particolari circolazioni, l’aria fredda e l’aria calda, si rimescolano rendendo il clima del nostro pianeta il clima ideale per la vita.

Freddo e neve, come nascono le irruzione di aria fredda ? – Foto dopo un abbondante nevicata

Le circolazioni, di cui prima parlavamo, sono le traiettorie che i flussi di aria o di acqua instaurano nell’atmosfera e nell’oceano, grazie a diversi gradienti, cioè la variazione di una grandezza nello spazio, dove per grandezza intendiamo la pressione,la temperatura,la densità, la salinità (solo per l’oceano) e grazie soprattutto alla rotazione della terra. Ora, tralasciando ciò che avviene nell’oceano e volgendo lo sguardo alla circolazione atmosferica alle nostre latitudini, introduciamo le onde di rossby.

Le onde di Rossby, risparmiandovi la trattazione matematica di questo fenomeno e definendole grossolanamente, sono quelle onde, di natura atmosferica, che caratterizzano il tempo meteorologico alle medie latitudini. Esse hanno il “compito” di redistribuire il calore lungo l’emisfero, cioè “portano” l’aria fredda dal polo verso l’equatore e l’aria calda dall’equatore al polo, si può dimostrare che più queste onde sono di minore ampiezza, più sono veloci e meno scambi di calore comportano. Sono di solito accompagnate da veloci perturbazioni, che nascono in seno ad esse muovendosi da ovest verso est, coinvolgendo principalmente i Paesi del nord Europa. In questo caso il vortice polare è compatto e quindi il freddo, resta confinato sulla calotta polare. Nell’immagine sottostante possiamo apprezzare la compattezza del vortice polare e quindi una scarsa attività delle onde di Rossby.

Freddo e neve, come nascono le irruzione di aria fredda ? – Mappa emisferica, relativa all’emisfero nord. Si nota la compattezza del vortice polare e la scarsa attività delle onde di Rossby.

Con questa configurazione barica, sul nostro Paese domina l‘anticiclone. Quando queste onde tendono ad amplificarsi, raggiungono una soglia critica e possono rallentare fino a fermarsi. Ed ecco che inizia ad instaurarsi una situazione di blocco delle correnti occidentali. In questi casi l’onda anticiclonica si allunga verso nord e va a infrangersi alle latitudini polari riscaldandole, mentre quella ciclonica si propaga verso sud, raffreddando le latitudini più meridionali. Ergo, inizia una ridistribuzione del calore !

Per avere un’irruzione di aria fredda quindi, occorre che la Corrente a Getto Polare (Jet Stream) sia poco veloce e molto ondulata. Ma le masse d’aria in questione, lungo la loro strada incontrano innumerevoli ostacoli come per esempio quello orografico, cioè il loro passaggio al di sopra delle catene montuose ed il passaggio su mari e continenti, con diversa temperatura, quindi l’instaurazione di moti convettivi e dunque di nuove micro-circolazioni. Tutti questi fattori, fanno in modo che la Corrente a Getto rallenti e favorendo l’allungamento delle onde atmosferiche in senso meridiano.

Durante la stagione invernale però, oltre alle vicende della medio-bassa atmosfera sopra accennate, si aggiungono anche i moti che coinvolgono gli strati superiori dell’atmosfera, in particolare è molto importante ciò che succede nella stratosfera. In questa porzione dell’atmosfera, confinante con la troposfera e cioè la zona dell’atmosfera dove avvengono i fenomeni meteorologici, si verifica una dinamica ottimale per la nascita di possenti irruzioni di aria fredda. Volendo riprendere in considerazione la nostra situazione di blocco, abbiamo visto che la parte anticiclonica dell’onda tende a spingersi verso le latitudini polari. Qualora la viscosità atmosferica sia ottimale l’onda, sviluppata non solo in latitudine ma anche in spessore, tende a sfondare il limite della tropopausa e a irrompere nella stratosfera.

Questa intrusione causa notevole attrito e pertanto genera un riscaldamento, che può essere anche di 60°-70° gradi in una settimana. Si viene a verificare così il fenomeno dello Stratwarming, letteralmente “riscaldamento della stratosfera”. Questo riscaldamento destabilizza e non poco il vortice polare stratosferico ed, in casi estremi ma non rari, questa destabilizzazione si può propagare verso il basso fino a spostare o addirittura scindere il vortice polare anche al livello del mare. Nell’immagine sottostante notiamo come il vortice polare è scisso completamente in due parti dal fenomeno dello stratwarming.

Freddo e neve, come nascono le irruzione di aria fredda ? – Mappa relativa all’emisfero nord. Osserviamo il vortice polare scisso in due lobi, uno canadese ed uno siberiano, quest’ultima parte è l’artefice delle grandi irruzione fredde sul nostro paese.

L’aria gelida in esso contenuta è costretta a prendere la via delle medie latitudini. La sua traiettoria però non seguirà più le normali correnti occidentali, perchè ora al posto di un vortice polare avremo un anticiclone polare. La traiettoria impostata sarà infatti da est verso ovest, ossia retrograda. In questo caso il Mediterraneo e l’Italia finiscono sotto il tiro dei gelidi venti siberiani. 

Freddo e neve, come nascono le irruzioni di aria fredda – Un istantanea della nevicata del ’56